دراسة حالة: تحديات في تركيب نظام طاقة كهروضوئي مع وجود ظل جزئي و اختلاف في توجيه الالواح

🔥🔍💡👥☀️الصورة تبين نظام شمسي كهروضوئي على احدى اسطح المنازل و من الواضح انه يواجه عدة تحديات التي اهمها:
-اختلاف زاوية الميلان (Tilt angle) بين الالواح.
-اختلاف توجيه الالواح (Azimuth angle).
-التعرض الى الظل الجزئي (Partial Shading).

📄 و جميع ما ذكر يسبب تقليل انتاجية النظام بسبب عدم التجانس (Mismatch) في حال تم ربط جميع الالواح معا على التوالي او بسبب الظل الجزئي.

⚙️💊 و من الحلول المقترحة من ناحية التصميم للتقليل من تأثير هذه التحديات يمكن عمل واحد من التالي:
1-استخدام عاكس نوع String Inverter يحتوي على عدد من متتبعات نقطة الذروة (MPPTs) و كل تسلسل (string) من الالواح يتم ربطها على MPPT. “هذا الحل قليل الفاعلية في هذه الحالة كما هو موضح في الصورة”.
2-استخدام عواكس مايكروية (Microinverters) لكل لوح بحيث ينتج كل لوح على حده دون تأثر اي لوح بالاخر. حيث يكون الخرج للعاكس كهرباء تيار متردد AC و التوصيل للعواكس توازي. هذا الحل ذات كلفة عالية و كفاءة عالية جدا (و هو الانسب في هذه الحالة).
3-استخدام محسن الطاقة (Power Optimizer) لكل لوح او لوحين معا حيث يتم استغلال كامل الطاقة المنتجة من كل لوح دون التأثر بالاختلافات او الظل الجزئي من الالواح الاخرى. و هو حل مرتفع التكلفة و جيد نوعا ما في مثل هذه الحالة بالتحديد.

 🔗⚙️🔬 العاكس المايكروي (Microinverter) يتم تركيبه لكل لوح حيث انه يقوم بتحويل التيار الثابت DC الى تيار متردد AC مع وجود خاصية تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) للوح. و يتم وصل كل عاكس خاص باللوح على التوازي مع الاخر بحيث يكون جهد الخرج ثابت و تيار الخرج متغير حسب ظروف اللوح الشمسي (مثل: الطاقة الشمسية الساقطة على اللوح و نسبة الظل الجزئي و نسبة الغبار و الاوساخ المتراكمة (Soiling) و غيرها) و بهذه الحالة لا يتؤثر انتاج اي لوح بالاخر.

 🔗⚙️🔬 اما محسن القدرة (Power Optimizer) فيتم تركيبه لكل لوح او لوحين حيث يقوم بتحويل القدرة (التيار الثابت DC) من جهة الالواح الى جهة الخرج (DC/DC Converter)  بحيث يتم تثبيت تيار الخرج عند قيمة معينة لجميع محسنات القدرة (التوصيل توالي) مع السماح للجهد بالتغير (زيادة و نقصان) حسب ظروف كل لوح دوائر تحكم معينة. حيث ان توصيل محسنات القدرة يكون على التوالي (Series). و هكذا لا تتؤثر القدرة الكلية المنتجة بالاختلافات بين الالواح حيث ان الجهد الكلي عبارة عن مجموع جهود محسنات القدرة و التيار الكلي هو تيار ثابت و متساوي لكل المحسنات. وهناك انواع مختلفة من محسنات القدرة بتقنيات  و اليات عمل مختلفة حسب الشركة المصنعة. و سيتم شرح محسنات القدرة بتفاصيل اكثر في مقالات و دروس اخرى.

💡📣 سجل في اقوى البرامج التاهيلية في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية و الطاقة المتجددة على مستوى الشرق الاوسط و شمال افريقيا و المعتمدة من GIEE USA!
✅  رابط جدول الدورات و المواعيد: http://bit.ly/2LqVjjB